機電一體化特色范文

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【關鍵詞】特色專業 機電一體化建設

【中圖分類號】G【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2013）04C-0157-02

特色專業建設是進一步優化高校專業設置，提升專業建設的整體水平，提高人才培養的質量、效益和人才競爭力的重要手段。南寧職業技術學院以進一步提高機電一體化技術專業的教學質量和辦學水平為抓手，以點帶面，促進相關專業的特色形成，完善人才培養方案，對培養目標、培養規格給予準確定位，同時開展課程建設，強化實踐教學基地建設，優化師資隊伍建設，促進了教學管理和社會服務水平的不斷提高。2011年7月，該校這一專業獲廣西區特色專業及課程一體化立項，對提高機電人才培養質量產生了積極作用和重要影響。據此，本文擬對南寧職業技術學院特色專業建設實踐進行探討，以為同類高職機電專業建設和改革起到有益的參考作用。

一、機電一體化特色專業建設目標和思路

南寧職業技術學院機電一體化技術特色專業的建設目標和思路是：堅持以服務廣西區域經濟建設為宗旨，面向中國―東盟自由貿易區、廣西北部灣經濟區，依托富士康科技集團、桂林福達集團等龍頭企業，校企合作，全面推行“校企互融”的工學結合人才培養模式；按職業崗位要求，合作開發適合工學結合特色的核心課程體系；打造一支基礎理論扎實、實踐能力強的專兼結合高水平的“雙師型”專業教師團隊；構建融“教學、培訓、科研和學生創新活動”為一體的實習實訓基地；提升專業的技術服務能力，將機電一體化技術專業建設成具有區域特色乃至在全國有較大影響的示范專業，培養一批高素質、具有較強實踐能力和創新精神的應用型機電一體化技術人才。

二、機電一體化特色專業建設實踐及其成效

（一）深化“校企互融”工學結合人才培養模式

機電一體化技術專業是在現代制造業高度發展背景下產生的。它是機械技術、微電子技術、信息技術和控制技術等在系統工程基礎上的有機融合。機械技術是機電一體化技術的基礎，而微電子技術、信息技術和控制技術則使機械結構簡單化，從而使機械功能更強大，性能更優越。南寧職業技術學院機電一體化技術專業在人才培養方案的確定過程中，區別于傳統的機械和自動控制的人才培養方案。在教學計劃的制訂上，強調機與電接口作用，在打好必需的機械、自動控制基礎的前提下，力求使學生掌握企業現代化機電設備的操作，調試和技術應用，能夠勝任企業機電產品的設計與開發。根據專業崗位能力要求，加強與桂林福達集團、富士康科技集團、柳工機械等10家大中型企業的聯系，深化“校企互融”的工學結合人才培養模式，將企業的技術人員和設備優勢更多融入各個教學環節中，并引進企業人才評價標準。完善了“機電技術+人文素質、實踐為主+學做一體”的課程體系，制定的人才培養方案獲2011年度全國機械高等職業教育教學成果獎。同時，完善了機械CAD、自動生產線調試與維護兩門區級精品課程的教學資源網站，完成了PLC工程技術及應用、機床夾具應用技術兩門校級精品課程的開發建設并通過學校驗收，開發了自動線調試與維護、PLC工程技術應用、維修電工技術等5門課程與行業標準對接的課程標準，與企業共編《SMT實訓實訓指導書》等校本教材7本。與緊密合作企業南寧智控電氣科技公司、廣西桂網電力試驗有限公司聯合申報2013年廣西科技廳科技攻關項目“參數智能監控濕法煙氣脫硫設備研發”（課題申報編號2013BC28047），“配電智能設備e網系統”（課題申報編號2013BA-09007）。本次科技項目的合作，使教師主持的課題更貼近實際，更有針對性，有利于教師工程實踐能力的提高，有利于職業教育培訓質量的提高，有利于深化教育教學改革，為走產學研相互結合的發展道路打下良好基礎。

（二）打造理論和技能過硬的“雙師型”區級教學團隊和區級名師

目前，南寧職業技術學院機電一體化技術專業機電團隊共有專任教師10人，固定企業兼職教師8人。在“雙師型”教師培養過程中，該校不只是滿足于取得技能等級資格證書，而關鍵是著力對“雙師型”教師進行專業能力結構性調整和優化，為教師參與生產實踐，提高解決實際問題的專業能力創造條件。2011年4月，派出3名骨干教師到富士康科技集團參加SMT專業技術講師培訓班學習，參與企業設備的安裝、調試與檢驗，教師的工程實踐能力有很大提高，并獲得富士康科技集團頒發的SMT專業培訓講師聘書。為了解本專業最新的知識結構和行業新技術，先后選派專業帶頭人諸小麗教授等參加中國液壓氣動密封件工業協會舉辦的電液伺服與電液比例控制技術中高級培訓班和全國職業院校信息技術應用能力師資培訓班學習，聆聽行業頂級專家、博士生導師們對行業最新技術的介紹，開闊了眼界。同時選派2名骨干教師到通用電氣公司學習企業課程，掌握自動化的前沿技術，有效提升教師的綜合技能水平。經過近2年的建設，團隊多名教師獲“技能大賽優秀指導教師”稱號，諸小麗教授榮獲“廣西第五屆教學名師”稱號。

（三）形成校外實踐基地+校內實訓中心的實踐基地體系

一方面，為了達到學生職業技能訓練的要求，南寧職業技術學院積極拓展渠道，發揮自身優勢，以服務求支持，在建立互惠互利、雙參雙贏的校企合作機制上，大力吸收社會力量共建校外實訓基地。2011～2012年，該校機電一體化技術專業分別與廣西桂網電力試驗公司、南寧智能電控科技有限公司等企業簽訂了共建校外實訓基地校企合作協議，在校外實訓基地的實踐教學中，合作企業承擔人才培養任務，為學生的操作技能提高、實踐動手能力和專業技術應用能力的培養提供頂崗實習場所，使學生感受企業氛圍，了解企業生產組織，參與企業的生產活動，接受企業文化的熏陶，樹立實踐觀念，增強職業意識，提高專業能力，養成良好的職業素質。

另一方面，為強化學生實踐技能訓練，打造品牌特色專業，2011年，南寧職業技術學院與通用電氣GE智能平臺合作建成了自動化系統集成實訓中心，可將PLC技術、總線技術、嵌入式系統技術、組態技術、步進伺服技術等融合為一體，真實展現工廠自動化現場實際加工過程，具有現場化、網絡化、開放性、綜合性等特點，不僅能滿足機電一體化、電氣自動化、機械設備及其自動化等專業學生進行專項技能實訓的需要，而且能滿足師生進行科研、創新等活動的需要。

（四）以課程建設為載體，深化教學改革

一方面，將“教、學、做”無縫結合，校企合作建構特色教學。以自動生產線調試與維護、CAD特色課程建設帶動機電專業課程體系改革，按照以學生為主體的教學模式，注重學生在做中學，在學中做，“教學合一”，學練并重。將課堂搬到實訓室，教師邊講課，邊演示，邊指導；學生邊學習，邊動手，邊提問，實現課堂理論教學與實踐技能培養融合。結合本專業的特點，利用學校實訓中心，合作企業進行現場教學，學生的技術應用能力和職業綜合能力有了較大提高，2011～2012年，南寧職業技術學院機電一體化技術專業學生參加全國自動線大賽、全國機器人大賽、“西門子杯”全國工業自動化挑戰賽都獲得了優異的成績，參加廣西創新設計大賽、電子大賽均獲一等獎。

另一方面，實現課證融合，即操作技能與職業標準相融合。將CAD繪圖員考證、維修電工、PLC設計師等職業資格標準與專業教學大綱相銜接，及時調整教學內容和課程體系，改革教學方法和實訓手段，融教、學、做為一體，使校內生產性實訓接近50%，畢業生的雙證率在95%以上，使學生知識能力與職業技能要求“零距離”，增強學生的就業競爭力。目前南寧職業技術學院機電一體化技術專業在校生約800人，每年學生的就業率均超過95%。

（五）初步建成機電特色專業網站

建立以機電一體化技術為核心的教學資源庫。包括核心課程如自動生產線的調試與維護、CAD應用技術、PLC工程及技術應用、機床與夾具的電子教案、習題庫、教學視頻、課程標準等教學資源。

三、機電一體化特色專業建設中存在的問題

特色專業建設是促進我國高等教育規模、結構、質量和效益全面協調可持續發展的重大舉措，需要學校、學院、教研室各級管理部門的統一協調和全力配合，需要領導、教師、學生的全力投入。但由于目前的高校教學任務、科研任務繁重，再加上評價體系的不完善、教學工作質量的認定標準不規范等一系列的原因，不少項目參與人員袖手旁觀，導致負責人任務負擔沉重，使得特色專業建設效果不理想。同時，特色專業建設不僅涉及教學場地、實訓基地、圖書資料等硬件基礎，還包括師資隊伍、培養計劃、實踐教學、科研活動、教學方法和手段、技術進步、社會需求、區域經濟發展等多方面軟件建設，它是一個長期積累的過程，需要不斷研究和實踐，并不斷修正和完善，才能產生較好的建設效果。

綜上所述，特色專業體現了一所高校的辦學特色和社會服務能力，是關系到一所高校是否受到社會認可和歡迎的重要因素，因此特色專業建設是高校質量工程建設的重要內涵。對照特色專業建設目標，機電一體化特色專業建設中還有很多工作要做，在今后，應繼續加強高技能“雙師型”教師隊伍建設，實行在職專業教師輪訓制度，實行到企業和行業選聘兼職專業教師制度，鼓勵教師多參加科研實踐活動，以豐富自己的實踐性知識；以此提高教師的創新意識和創新能力，等等。只有經過深入的改革實踐，才能取得豐碩成果，為同類高職機電專業建設和改革起到有益參考作用。

【參考文獻】

[1]宋毅.加強特色專業建設 培養適應社會需求人才[J].中國高等教育，2008（13）

[2]趙婉瑩.高校“質量工程”建設的問題與對策[J].教育發展研究，2009（17）

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【關鍵詞】區域服務型 高職 機電一體化技術人才 培養

【中圖分類號】G【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2013）08C-0171-02

近年來，隨著我國綜合實力的不斷增強，國民經濟得到了長足的發展。我國地域廣闊，各地區自然環境、歷史發展及政治因素各不相同，因此經濟發展也各具特色。各地因經濟發展情況、地區產業結構不同，對各類專業技術人才的要求也各不相同。因此國家提出了高職院校要進一步明確發展定位，以服務區域經濟社會發展作為學校發展的首要目標和辦學思路。本文以廣西為例，對區域服務型高職機電一體化技術人才培養策略進行探討。

一、機電一體化技術專業與廣西區域經濟發展的關系

隨著廣西經濟的快速發展，自治區黨委、自治區人民政府把工業擺到了最突出的位置，以加快工業發展為主題，提出了“工業興桂”的發展戰略，加速推進工業化，強化工業主導地位。廣西將以產業結構優化升級為著力點，優化發展食品、汽車、石化、電力、有色金屬、冶金、機械、建材、造紙與木材加工、電子信息、醫藥制造、紡織服裝與皮革、生物、修造船及海洋工程裝備等14個千億元產業。大力開發高新技術，如沿海石化產業集群、鋼鐵產業集群、林漿紙產業集群等；這些產業都有一個顯著的特點――新工藝、新設備、新技術大量應用，生產設備非常現代化，自動化程度高。此外大部分企業隨著發展還需對設備進行技術改造和革新，需要大量機電領域的高端技能人才從事生產過程自動化裝置的運行、控制、維護和管理等工作。機電一體化技術專業作為產業支撐型專業，是工業發展高速現代化前行的保證，在工業發展中起著重要的作用，因此廣西的高職院校培養適合于廣西區域經濟發展所需的機電一體化技術人才，是本區域經濟能夠科學發展、可持續發展的基礎。

二、機電一體化技術專業發展中存在的問題

（一）專業定位不明確。機電一體化技術專業是一門跨越學科領域廣，通用性強的專業，因此幾乎所有的工科類高職院校都開設有該專業。廣西工業近幾年來發展迅猛，對機電技術類人才的需求量不斷增加，因此各工科類高職院校的機電一體化技術專業也在不斷地擴招，大多數院校所招機電專業的學生人數都高于其他電類或機械類專業所招收的學生人數，這樣勢必會造成各高職院校之間出現機電技術類人才培養模式雷同、專業定位相近、實驗實訓設備不足、人才培養質量下降等問題。

（二）人才培養方向單一。廣西各高職院校所開設的機電一體化技術專業主要分為兩個方向，分別為數控技術方向和現代運動控制方向。大多數院校并沒有根據自身的專業歷史底蘊、區位優勢、資源優勢制定人才培養目標，這樣就造成了各院校培養出來的機電一體化技術專業的學生專業技術特點相似，行業覆蓋面不足，無法全面地滿足廣西區域經濟發展中各個行業和領域對于機電一體化技術專業人才的需求。

（三）教學改革力度不夠。因招生規模的擴大，很多院校無法在師資人數和教學資源上滿足教學改革的需求，多數教學改革僅僅是形式上的改革，并沒有起到實質性的效果。因此如何在資金不足和教學資源不足的情況下尋找一種新的模式進行專業教學改革成為大多數區內高職院校都在思考的問題。

（四）教師專業實踐能力不強，缺乏企業工作經驗，綜合能力無法滿足工學結合教學培養模式的要求。在廣西高職機電類師資隊伍中，有相當多的專業教師從學校畢業后就直接投入到教學工作中，并沒有在企業或相關行業從事過專業工作的經驗。他們雖然掌握了本專業的理論知識，但因為專業實踐能力不強，缺乏實際應用經驗，因此沒有能力進行工學結合的教學改革和教學項目的開發，無法培養出合格的專業技術人才。

三、培養區域服務型高職機電一體化技術人才的具體措施

（一）科學定位專業的發展。高職院校只有認真把握自身的專業歷史底蘊、區位優勢、資源優勢，明確辦學定位，制定出合理的專業發展規劃，培養出行業背景明顯、專業特點突出的機電一體化技術專業學生，才能把專業辦好、辦出特色。如廣西工業職業技術學院機電一體化技術專業的定位充分考慮該校57年的辦學歷史。該校是伴隨著石油化工、輕工食品、制糖、有色金屬等行業發展而成長起來的，在這些行業中已經積累了眾多的資源優勢和聲望。因此，該校機電一體化技術專業的發展定位可充分考慮依托石油化工、輕工食品、制糖、有色金屬等行業，以這些領域相應崗位的需要和典型工作任務為依據，力爭把該專業建設成為在這些領域中有較高影響力，學生技術水平突出的專業。

（二）依據學校特點和優勢資源，確定適合區域經濟發展特點的機電一體化專業建設目標和人才培養目標。第一，專業建設目標應圍繞專業定位和資源優勢，深化工學結合人才培養模式改革；按照機電一體化技術專業崗位任職要求，以典型工作任務為導向，進一步優化基于工作過程的課程體系；校企共同打造一支優秀的教學與工程團隊；以工作過程系統化要求，完善生產性的實訓基地；改革與培養模式相適應的教學管理和質量評價體系；培養機電一體化技術設備及自動化系統的設計、安裝、調試、運行、維護、管理等生產一線所需的高端技能型人才。把機電一體化技術專業建成產學結合緊密、人才培養質量高、社會服務能力強的品牌專業。第二，人才培養目標上，主要根據石油化工、輕工食品、制糖、有色金屬產業人才能力目標及崗位需求，按照機電一體化技術職業崗位標準，培養學生具有本專業必需的基礎理論知識、熟練的基本技能和良好的職業道德素養；具備機電設備維修能力，工業自動化儀表安裝與調試能力，機電一體化系統開發、安裝、維護能力，機電設備技術管理服務能力；畢業獲得相關的職業資格證書，為廣西區乃至中國―東盟自由貿易區機電一體化領域輸送高端技能型人才。

（三）構建新型的專業課程體系。高職教育必須以能力培養為核心，為區域經濟發展服務，為社會培養高技能應用型人才。所以在建設過程中必須以科學發展觀為指導，以就業為導向，以能力培養為核心，培養掌握一定專業理論知識，具有較強實踐能力的應用型人才。因此，機電一體化技術專業應與企業合作開發和優化現有課程體系，構建出體現工學結合特色的課程體系。

課程體系的構建思路可如圖1所示，根據專業人才培養目標及規格，通過校企合作，組成由企業（行業）技術人員和專任教師共同參與的教學團隊，剖析依托行業專業崗位的工作任務，確定崗位的典型工作任務，對典型工作任務進行整合和序化，根據完成典型工作任務所需求的能力，構建以專業核心能力為單元的課程體系。

（四）深化專業教學改革。應根據區域和專業所依托的行業特點，深入地進行調研，與相關行業和企業合作，基于工作過程開發專業核心課程，深化課程教學內容、教學資源建設的改革。圍繞校企合作的工學結合人才培養模式，把專業核心課程的改革作為重點和突破點。通過核心課程建設帶動特色教材、網絡課程、實驗實訓、師資隊伍的建設。根據石油化工、輕工食品、制糖、有色金屬行業相關崗位職業能力的要求，引入典型項目，重構課程教學內容，編寫特色教材，制定課程標準，探索課證融合，實現課程教學資源網絡化，建成專業教育教學網絡資源平臺。實施以學生為中心，以項目為載體的“教、學、做”一體化的教學模式。

（五）強化師資隊伍建設，優化教師隊伍結構，提高專業教師的專業技術水平和綜合能力，使教師的專業技術水平達到人才培養的要求。應根據自身的情況，制定相關的政策，引進具有豐富專業工作經驗的能工巧匠和技術能手加入到教學工作隊伍中來。同時應促使原有教師主動提高自身的專業技術水平和教學水平。如為了提高教師的專業技術能力，要求專業教師每兩年下到企業進行為期一個月的掛職鍛煉，并為此制定相關的獎懲制度。此外，機電一體化技術專業可積極與各企業聯系，引進一些企業中已經退休的能工巧匠和技術能手進行專業建設、課程開發和課程教學。這些政策不僅可使本專業的教師結構趨于合理，同時還可提升本專業教師隊伍的專業技術水平和教學水平。

總之，高職院校的專業建設只有在認真把握自身專業歷史底蘊、區位優勢、資源優勢的前提下，明確辦學定位，制定出科學的發展規劃，在專業的建設中從規模擴張的外延式發展轉變到以質量提升為核心的內涵式發展中來，才能辦出優勢和特色，為區域經濟社會發展培養出符合社會要求的高端技能型人才。

【參考文獻】

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[2]丁度坤.高職機電專業教學方法的探索[J].中國科教創新導刊，2012（8）

[3]程一凡.高職機電一體化技術專業課程體系建設的探索[J].產業與科技論壇，2012（11）

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1 機電一體化概述

機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術,將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。

機電一體化發展至今已經成為一門有著自身體系的新型學科,隨著科學技術的不斷發展,還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為:機電一體化是從系統的觀點出發,綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術及電力電子技術,根據系統功能目標要求,合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值, 并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統,則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。因此,“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術,而不是機械技術、微電子技術及其它新技術的簡單組合、拼湊。

2 機電一體化的發展狀況

機電一體化的發展大體可以分為三個階段。第一階段（又稱初級階段）是20世紀60年代以前，這一時期人們不自覺地利用電子技術并使之得到比較廣泛的承認。第二階段，機電一體化技術和產品得到了極大發展。第三階段，各國均開始極大關注和支持機電一體化技術和產品。

我國是從20世紀80年代初才開始進行這方面的研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組,并將該技術列入“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作,取得了一定成果。但與日本等先進國家相比,仍有相當差距。

3 機電一體化的發展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合,它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展。機電一體化的主要發展方向大致有以下幾個方面:

3.1 智能化。

智能化是21世紀機電一體化技術的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視,機器人與數控機床的智能化就是重要應用之一。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。誠然,使機電一體化產品具有與人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速度的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或者人的部分智能,則是完全可能而且必要的。

3.2 綠色化。

工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面,物質豐富,生活舒適;另一方面,資源減少,生態環境受到嚴重污染。于是,人們呼吁保護環境資源,回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生,綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環境保護和人類健康的要求,對生態環境無害或危害極少,資源利用率極高。機電一體化產品的綠色化主要是指使用時不污染生態環境,報廢后能回收利用［6］。工業的發展使得資源減少，生態環境受到嚴重污染。綠色化成了時代的趨勢，產品的綠色化更成了適應未來發展的一大特色。

如果我們把機械產品和制造機械產品的機械裝置統稱為機械系統，則機電一體化技術的功能可歸結為：提高機械系統的性能，完成傳統機械系統不能完成的功能；提高機械系統的智能化程度，使人在更舒適的環境中工作；提高機械系統的可回收性；降低機械系統的原材料消耗；降低機械系統的能耗；降低機械系統對環境的污染，可以看出其中至少有3條是和環境保護有關的。因而，進入21世紀，機電一體化技術的使命是要能提供一種高性能、高原料利用率、低能耗、低污染、環境舒適和可回收的智能化機械產品，即提供一種能滿足可持續性發展的綠色產品。

3.3 網絡化。

20世紀90年代,計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育等日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片,企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來,只要其功能獨到、質量可靠,很快就會暢銷全球。由于網絡的普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。現場總線和局域網技術的應用使家用電器網絡化已成大勢,利用家庭網絡(home net)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(computer integrated appliance system,CIAS),能使人們呆在家里就可分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此,機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。

3.4 微型化。

微型化興起于20世紀80年代末,指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品,并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小,耗能少,運動靈活,在生物醫療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術。微機電一體化產品的加工采用精細加工技術,即超精密技術,它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

3.5系統化。

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關鍵詞：高職 機電一體化 專業課程 課程構建

高職機電一體化專業主要培養具有機械、電子、液（氣）壓一體化技術基本理論，掌握機電一體化設備的操作、維護、調試和維修，掌握應用機電一體化設備加工的工藝設計和加工工藝的基本方法和基本技能的中級工程技術人才。按照工作過程系統化的理念，構建“工作過程導向”主干專業課程，促進專業與產業對接、課程內容與職業標準對接、教學過程與生產過程對接，全面提升了專業建設水平和產業服務能力。

一.行業發展情況及人才需求分析

1.行業背景

機械工業信息研究院最新數據顯示，2013年我國裝備制造業產值規模突破20萬億元，多數裝備產品產量位居世界第一，其中高端裝備制造業產值占裝備制造業比重已超過10%。預計到2015年，裝備制造業總產值將達40萬億，高端裝備超過6萬億元。我國正大力發展高端技術裝備產業，通過產業結構的調整升級，實現從制造大國向制造強國轉變。“十二五”時期， 裝備制造產業將帶來廣闊市場機會。機械工業的強勢發展，農機裝備制造業的特色突起，特別是區域礦山裝備制造與工程機械制造的優勢，汽車制造的后發優勢，培養大批具有專門技能、善于解決難題、愛崗敬業的機電一線技術技能型、創新復合型人才勢在必行。

2.人才需求背景

現代裝備制造業生產的內涵正在發生變化，要求技能型人才的知識、能力結構不斷高移，使得社會對高技能人才的需求日益凸顯。抽樣調查結果顯示，我國高級以上技工只約占全部技術工人4%，而企業需求的比例是14%以上，供需之間存在較大差距。在裝備制造領域，高級技人才缺口達12萬人。裝備制造產業發展的方向相適應，與人才需求量大的機電設備操作、制造工藝、設備維修、裝配調試等生產一線崗位相對接。

二.主要職業崗位群與典型工作任務分析

現代裝備制造業人才市場需求，確定機電一體化技術專業主要職業面向自動生產線和機電一體化設備的操作、產品工藝設計、安裝與調試、維護維修及售后服務和技術管理等崗位。

學生畢業后的初步就業崗位一般為普通機床操作工、數控機床操作工、機電設備的裝配和調試工;工作2-3年后，逐步轉到產品工藝設計、設備的維護維修和售后技術服務等核心就業崗位;工作5-6年后，學生將從事自動生產線、機電一體化設備的技術管理和技術改造等工作。

對具體的各典型工作任務及職業能力分析，分析流程為：典型工作任務工作崗位工作對象工具工作方法勞動組織工作要求職業標準。為學習領域知識的構建提供依據。

三.學習領域課程構建分析

通過對典型工作任務分析，歸納行動領域，對行動領域進行提煉和升華，設計專業課程，機電一體化技術專業主干課程將課程與培養目標、基本要求以及能力模塊有機對應和結合，篩選出與此相關學科中與培養目標直接對應的、使用頻率較高的知識內容，結合技能教學，形成一個以能力培養為中心的教學體系。

通過對機電一體化技術崗位調研和所需的典型工作任務的確定，分析每個典型工作任務所涉及的知識和技能，從而確定到具體主干專業課程，課程的構建為具體教學實施提供了條件，為后續教學課程體系開發、課程內容的建設、實踐教學體系的建立提供了依據。為高職系列新型電氣專業人才培養創造了堅實的基礎。

參考文獻

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[3]張文明，陳躍安.“機電一體化技術”專業在高職院校中的建設與改革[J].機械制造與自動化.2009（02）

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【關鍵詞】機電一體化　教學改革　專業特色　智能化

一、引言

隨著現代化工業生產的發展，由氣動技術、液壓技術、傳感器技術、PLC技術、網絡及通訊技術等學科的強烈相互滲透而形成的機電一體化技術，已成為當今工業科技的重要組成部分。但是也存在不足之處，學生畢業后大部分被分配在生產第一線，所從事的工作不是研究、設計、開發、決策等，而是操作設備、制定工藝、籌劃工裝卡具、調整試車、查找故障和排除故障，在學校學的知識相當一部分用不上，而現場工作所必需的工作能力又不具備。

二、改革的必要性

隨著國民經濟的增長，社會對人才的需求也開始增長，社會對人才特別是機電一體化專業人才的知識結構提出了新的要求。舊的辦學模式在人才培養的方法和途徑上受到很大的制約，使畢業生在理論研究的領域里“缺乏理論”，在技術應用領域內“缺乏應用”。有的專業由于課時設置不合理、教學方法陳舊等諸多原因，學生理論知識學習不扎實，又缺乏必要的社會實踐與動手能力，以至于課程結束后，了解的只是一些課本上的理論知識。

三、改革的思路

1　制定適應新形勢的教學內容。制定符合現代化建設要求的機電一體化專業教學計劃，遵循國家、省教委的有關文件精神，以綜合素質培養為基礎，以能力培養為主線。圍繞培養目標，對知識、能力、素質等方面進行合理的綜合安排，力求整體優化，培養實用的職業技術人才。

2　先進教學手段的應用。(1)運用多媒體進行直觀教學。(2)聯系生活，啟發學生思維，理論與實踐相結合。(3)與時俱進，激發學生的求知欲。

3　改革優化實踐環節。為了培養學生專業技術能力，改革傳統的實踐教學模式，將實踐教學分為三個階段進行：(1)實驗技能訓練。實驗技能訓練主要包括專業基礎課和專業課中的實驗，使學生掌握基本實驗儀器的使用，基本數據的測量、采集和基本實驗方法的運用。(2)單項技能訓練。單項技能訓練主要包括金工實習、數控實訓等，學生進行基本技能(鉗工、機加工、電工)、職業基本素質(數控車、數控銑、加工中心的編程和操作)的訓練。通過訓練使學生掌握相應的技能，參加職業資格考核取得數控工藝員或數控車、銑、加工中心操作工等級職業資格證書。(3)綜合技能訓練。綜合技能訓練主要包括生產實習、頂崗實習等，學在實訓中，采用邊教、邊學、邊做的教學方法，通過典型零件數控加工案例引導教學設計，針對實際零件數控加工任務討論工藝解決方案，并在加工現場實施，形成不同零件加工效果的直觀比較和認識，有效培養學生的技術應用能力，畢業后實現“零距離上崗”。

四、機電一體化的智能化發展

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。未來機電一體化的主要發展方向有：

1　智能化。智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。

2　模塊化。模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。這樣，可利用標準單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。

3　網絡化。20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。

4　微型化。微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(MEMS)，泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。

5　綠色化。工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。

篇6

關鍵詞：機電一體化；農業機械；電子信息技術

中圖分類號：F323.3 文獻標識碼：A

前言

隨著電子信息技術的快速發展，其與機械技術的融合形成了一股機電一體化的浪潮。大規模的集成電路技術的成熟奠定了機電一體化的基礎，數控機床的出現則給機械工業帶來了飛躍式的發展，微電子技術賦予了機電一體化更大的潛力。同時，可編程序控制器、激光技術、信息技術以及模糊技術等技術的發展，都讓機電一體化的技術水平不斷提升。從機電一體化產品的功能與作用來看，可以將其分為2類，即整機與基礎元件。前者包括數控機床、智能化儀表儀器、CAD/CAM系統等；后者包括傳感器、模糊控制器和電力電子器件等。機電一體化技術的飛速發展為農業機械的現代化帶來了強勁動力，應該特別關注機電一體化技術在農業機械中的運用。

1 機電一體化技術在農業機械現代化中的應用特點

1.1 提升了農業機械的智能化水平

農業機械正在融合越來越多的機電一體化技術，尤其是微電子控制技術和計算機處理技術的應用，使得農業機械的智能化水平不斷提升。這種發展趨勢不僅優化了農業機械的結構，提升了其工作效率，還使得農業機械的用途不斷增加，利用率大幅上升。機電一體化技術在增加農業機械功能的基礎上，使得其智能化水平有了很大提升，與其他各生產領域的智能化生產相呼應。

1.2 增加了農業機械的功能

機電一體化不是一個單項技術，是一系列技術的有機綜合體，其囊括了微電子技術、機械技術、計算機與信息技術、傳感測控與自動控制技術、信息變換與接口技術、軟件編程技術以及電力電子技術等。這一系列技術賦予了農業機械豐富而強大的功能，并將這些功能整合在一起，形成了農業機械功能多、質量高、可靠性強于耗能少的發展趨勢。

1.3 提高了農業機械的自動化水平

機電一體化技術的運用能夠提升農業機械的信息化水平與自動化水平，作業的規范性與精確性得到提升。自動化水平的提升能夠有效提高農業機械的產能，提升農業生產效率。

1.4 農業生產過程的人性化

電子監控與報警、故障診斷與自我防護等技術在農業機械上的運用，能夠充分保障操作人員的人身安全，減少機械故障。在數字化和程控技術的幫助下，農業機械人體學設計更加合理，操作也變得更加靈活高效。同時，農業機械的技術水平的提升使得其維護更加方便，減少了不必要的人力資源浪費。

2 國內外機電一體化技術在農業機械運用中的實際情況

2.1 在國外的運用情況

在美國、澳大利亞、加拿大、德國等西方發達國家，農業機械的現代化水平非常高，機電一體化技術在農業機械中運用成熟。其農業機械設計有4大特點，即作業速度的提升、作業寬幅的提高、農機功率的增大和操作更加人性化。現在部分農機制造巨頭正試圖將一些尖端技術整合到農業機械上去，從而提升農業機械的智能化水平，增加其科技含量，提高工作效率。這些尖端技術有遙感技術、激光掃描技術、全球定位系統、信息數據的自動化采集與批量處理技術等。農用激光平地機就是一個很好的例子，其通過激光調平傳感微機處理技術，能夠獲得高度平整的田地。約翰·迪爾公司將精密作業系統安裝到水稻聯合收割機中，對水稻的收獲進行實時監控、計算與評估，能夠快速獲得產量、谷物濕度等信息；其內置的定位系統與示差定位能夠幫助農場主獲得位置信息，從而能夠對機械實施有效調配。

2.2 在國內的運用情況

由于諸多原因，農機現代化在我國起步較晚，技術水平相對落后，滯后于我國農業現代化的要求，嚴重制約了我國現代化農業與生態農業體系的建立。隨著我國機械工業、信息化產業等的發展，我國的農業機械的技術水平正在不斷提升。尤其是我國在微電子處理技術、傳感器技術以及信息化技術上的突破，我國的科技創新能力不斷提升，這也讓機電一體化技術能夠更加嫻熟地運用到農業機械中來。同時，應該充分借鑒美國、澳大利亞等農業技術大國的經驗，結合自身特點，探索一條有中國特色的農業機械現代化道路。目前，一些經濟發達地區在農業機械的機電一體化技術應用上取得一系列進展，施肥播種機、拖拉機和谷物干燥機等的機電一體化技術水平有了明顯提升。雖然，我國農業機械化水平有了明顯提升，但是其發展水平遠遠落后于西方國家，應該正視這一問題。

3 農業機械機電一體化的發展趨勢

3.1 農業機械的光機電一體化

在融合傳統的機電一體化技術的基礎上，激光技術與計算機技術將會充分整合與優化農業機械的組成，獲得最佳的工作機制，從傳感系統、動力系統與信息處理系統等多個方面全面提升農業機械的技術水平。

3.2 農業機械的柔性化與智能化整合

柔性化即自律分配系統化，建立起既能獨立工作又能為總體服務的系統，能夠充分應對各類突發事件。在這種情況下，子系統出現故障對于整體工作影響不大，提高了農業機械的利用率。機電一體化技術的發展讓農業機械的智能化不斷提升，在模糊技術與信息技術的推動下，雙向聯系加強，智能化整合力度不斷上升。

3.3 農業機械的微型機電化與信息化

隨著技術的進步，尤其是納米技術和蝕刻技術的發展，機械元件的小型化變得越來越容易，這為其微型機電化提供了技術保障。通過將一些列傳感器、處理器和執行元件等整合在一起，形成自律元件。充分利用外界信息，進行信息化改造，通過處理外界最新技術信息，獲得最佳的生產方式。

參考文獻

[1] 趙志強，盧昕，林甦君.機電一體化技術對農業機械化發展的影響[J].農民致富之友，2012（20）：132-133.

篇7

關鍵詞 Capstone-CDIO；機電一體化；課程體系；實踐；評價

中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2013）30-0076-02

機電一體化專業學生主要從事機電一體化設備的維護、管理、生產及調試工作。在這些崗位上，他們所用的知識不是單一的機械或電子方面的，而是集機械、電子、計算機為一體的綜合知識[1]。機械電子學科是基于機械、電子、計算機技術發展起來的新學科[1]，同時也是具備寬度、深度、跨度三維并行的機電一體化課程體系特點的綜合學科[2]。

目前機電一體化專業的課程設置還偏于傳統，教學效果不太理想，主要體現在：

1）重理論輕實踐；

2）理論教學與實踐教學脫節；

3）專業特色不明顯[3]。

為此，進行面向應用型、創新型人才培養的三維并行機電一體化課程體系構建與實踐研究，具有重要的理論指導和實踐意義。

1 概念解讀

1.1 課程體系

所謂課程體系，是指高等學校為了實現專業培養目標而設計的學習內容和活動及其實施的總和。它包括課程在內并以培養方案所設內容為主體部分的學校教育教學系統[4]。

1.2 CDIO

CDIO理念代表構思、設計、實現和運作，它以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動、實踐、課程之間有機聯系的方式學習工程。CDIO培養要求工程畢業生能在工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面達到預定目標[5]。

1.3 Capstone

現在美國絕大多數工程學院都開設頂點設計課程（Cap-stone）[6-7]。羅伯特·杜雷爾將頂點設計課程[8]定義為：“本科階段最后開設的課程，具有頂點性或體驗性特點，目標是把大學階段學到的零碎的知識整合為統一的整體。作為學業結束前的最后課程，目的是為學生提供成功的體驗和值得憧憬的未來。”

頂點設計課程的特點之一是整合性[9]，即能將過去所學的相對零碎的專業知識整合成統一的整體；特點之二是開放性，將知識點有機地串聯起來，幫助學生以綜合視野整體構建知識，形成跨學科的觀點；特點之三是超越性，面向實踐，將“如何做”改進為“如何做得更好”[10]。因此，Capstone的模式更有利于卓越工程師的培養。

2 基于Capstone-CDIO的三維并行機電一體化課程體系實踐

2.1 課程知識項目化

基于Capstone-CDIO的理念，在課程體系的基礎上開發構建機電工程的項目，以工程師職業訓練為導向，將“基本單元、功能模塊、應用系統”貫穿于課程體系的結構和內容的優化設計中。在項目化過程中，根據工程難度可將項目層次化，即一個大的工程項目可由N個小項目組成，幾個小項目構成單元項目，由單元項目再組成系統項目[3]。每一單元系統可單獨成為一個實訓項目，規定任務完成的時間，一方面需確保單元系統基本要求，另一方面需要一個與專業結合的綜合性的一級項目。一級項目需要的子系統可分解作為二級項目預先實現[11]。學生制定項目任務書，明確項目技術要求，這樣學生在完成工程項目過程中實現對機電知識的理解和掌握。

2.2 學科交叉化

隨著科學的發展，僅憑某一學科領域的研究已很難解決復雜的現實問題。“學科交叉點往往就是科學新的生長點、新的前沿，最有可能產生重大突破。”[12]機電一體化項目設計表現為機械技術、微電子技術、計算機和信息處理技術、自動控制技術、傳感與檢測技術、電力電子技術、伺服驅動技術、系統總體技術等多學科交叉與多系統集成等特點。

2.3 項目平臺化

交叉學科重要，但做起來很難。破解這個難題的方法是項目平臺化。文獻[12]指出：“要適應學科交叉融合趨勢，完善科技創新活動組織模式，形成有利于跨學科研究的體制機制。”只有將項目歸類于各種平臺（如機電一體化設計平臺、機電一體化制造平臺、機電一體化控制平臺），才可以使得學生不再費力于一些基礎平臺的搭建，而可以致力于平臺基礎上的創新實踐。

3 基于Capstone-CDIO 的三維并行機電一體化課程體系實踐評價

按照Capstone的模式設計平臺項目，每個項目由6～8人組成，讓專業能力強的學生擔任組長，每組的項目由具有項目知識經驗的教師進行指導。在進行實踐教學時，可以按照調研技能、知識構建、問題解決、團隊技能這四個方面制定學生評價規則，如表1所示。

由此可見，頂點課程評價的主體是多元且動態的[9]，通過調研技能、知識構建、問題解決、團隊技能等多方面來評價學生，打破了以往通過考試評價學生的一元模式，從而保證了評價活動的客觀性。

4 結束語

將Capstone-CDIO工程教育模式引入機電一體化課程實踐，使學生在工程項目中的實施過程中不斷探求專業知識，為學生提供綜合、拓展、批判和應用所學的專業知識和技能的機會。在接近工程環境的項目平臺上，對機電一體化設備進行構思、設計、實現以及運行調試，從而增強了學生對專業知識的理解，提高了學生實際操作的能力，使得學生在工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力四個層面得到鍛煉，為學生可持續的職業發展奠定良好的基礎。

參考文獻

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[9]黃璐.頂點課程：評價大學生綜合素質的一種有效方式[J].教育與考試，2010（6）：76-79.

[10]梁晶.美國大學工程教育頂點課程的特色與啟示[J].西北成人教育學報，2012（4）：33-36.

篇8

【關鍵詞】探究中職學校機電一體化發展前景

什么是機電一體化？機電一體化是將機械技術、電工電子技術、微電子技術、信息技術、傳感器技術、接口技術、信號變換技術等多種技術進行有機地結合，并綜合應用到實際中去的綜合技術。是現代化的自動生產設備幾乎可以說都是機電一體化的設備。機電一體化專業的發展前景如何，不僅要看一方面的因素，而要多方面綜合起來考慮。

1、 學校背景條件及開設優勢

機電一體化專業不是隨便一個中職學校就可以開設的，必須有充足的條件和開設優勢才能有發展前途，否則，即使開設也看不到未來發展的方向。以我教授的學校為例，我們學校是央企辦學，全國唯一一所以鐵路橋梁冠名的省部屬國家級重點高級技工學校，同時具有職工培訓和黨校教育職能。建校30年來，一直致力于鐵路橋梁建設技能人才的培養，不斷探索和實踐高技能人才的培養工作，已經取得了湖北省和武漢市兩個級別的“高技能人才培訓基地”的資質，學校擁有湖北省一級、二級專業等優質特色品牌，我們為眾多企業以及中鐵系統培訓了大量的高級工、技師、高級技師等技能型人才。我可以就以下幾個方面具體說明一下我們學校自身的優勢。

一是提供智力支持。中鐵大橋局集團擁有豐富的人力資源，學校隨時可以根據辦學需要，聘請專家，尤其是技能型人才作為兼職教師。得天獨厚的智力資源，為我們學校培養建橋高技能人才提供了不竭的智力支持。

二是提供技術支持。集團公司橋梁建設技術代表了國際先進水平。強大的技術實力可為學校第一時間提供橋梁建造和維護的新技術、新工藝、新設備、新材料，為學校緊跟橋梁技術發展及時修訂教材提供強有力的技術支持。

三是提供實訓保障。集團公司每年有超過二百項大型分部工程，幾百個施工工地，為學校學生實習創造了有力的實訓保障。在武漢，學校長期與武橋重工、中鐵七局、中國一冶、中鐵科工、中交二航局、武鍋集團簽有實習合作協議，學生實習教學安排方便靈活。

開設機電一體化專業必須首先引進像機械技術、微電子技術、電力電子技術等等，要想發展還要有足夠的設備，而這些都需要一個堅實的后盾作為基礎。

2、 機電一體化專業的現狀

機電一體化不是孤立出現的，它是很多科學技術發展的結晶，是社會科學技術發展到一定階段的要求和產物，而且機電一體化專業從上世紀60年代以來，其發展也經歷了幾個不同的發展階段。隨著現代化工業技術生產的發展，現代的機電一體化專業也得到了很大的發展，從之前不自覺的利用電子技術上出現的技術成果到現在智能化的發展階段。

現在很多學校都開設了機電一體化專業，但是長期以來，中職學校機電專業基本上還是按照傳統的理論體系以學科為核心來組織教學，其出發點還是用傳授系統的理論知識來組織教學，并以此作為教學過程的主線和質量考核的主要標準。從教學目的上來說，讓學生系統地掌握理論知識，對于學生以后開發設計產品是有幫助的。但是這種教學方法也有其不利的一面，因為就現在社會的發展情況，一般一個中職學校的學生畢業之后很難從事研究、開發、設計、決策等方面的工作，而是被分配到生產線從事制定工藝、調試試車、查找故障和排除故障等方面的工作。更有甚者，很多學校干脆單純的培養“電工”、“鉗工”等，并沒有從“一體化”上來深入教學，沒有根據社會的發展和新裝備、新技術的需要來貼合實際。

3、 機電一體化專業的教學要求及發展方向

要想使機電一體化專業有更好更大的發展，中職學校必須要在教學不足的地方多下功夫，多進行改進學習。如下是關于機電一體化專業的教學要求：第一，運用先進的教學手段。一些專業基礎、專業課程中的原理圖、電路圖及梯形圖還有一些程序都要用軟件制作成課件，利用多媒體技術直觀教學，更有利于學生消化吸收并更好地理解。第二，在校內實訓方面。校內實訓一方面要營造“車間”的真實情境，還要把學生學到的零碎的知識系統的結合起來，把學習和車間聯系起來，全面掌握知識和技能。第三，在頂崗實習方面。頂崗實習在于提高學生的學習能力、實踐能力、創造能力，機電一體化專業的頂崗實習可以跟著導師做一些項目，也可以自己聯系單位實習。實習崗位還是很多的，可以做維修電工、機修鉗工、數控車工、制圖員等等，主要是把實習內容和實習崗位結合起來，培養學生發現問題、判斷問題、解決問題的能力。

更嚴格的教學要求是為了更好地發展，現代機電一體化近幾年來取得了一定的成績，現在是集機械、電子、光學、計算機、控制等為一體的綜合學科，為了取得更大的進步，其未來發展方向主要在：第一，智能化方面，以計算機為實現手段，與控制論、信息論、決策論相結合，使人工智能在機電一體化建設者的研究中日益得到重視，把機器人與數控機床結合的智能化。第二，網絡化方面，網絡技術的興起和快速發展給工業生產，科學技術，等方面帶來了很大的變化，各種基于網絡的遠程控制和監視技術給機電一體化建設提供了很大的發展空間。第三，集成化方面，這是放進機電一體化產品發展的特點，很多的系統都是運用了這一特點，比如，計算機集成制造系統，智能制造系統等等，在這一方面機電一體化也有很大的發展前景。

總之，機電一體化的技術功能及發展方向遠不及上面所介紹的這些，還有很多技術領域會用到機電一體化技術。社會和科技在發展，各種技術之間將會有很多融合的部分，機電教學要本著面向現代面向世界面向未來的發展方針，從實際出發，不斷改進，使專業人才培養和未來社會發展需要相適應，機電一體化專業在中職學校的發展前途一定會很光明，發展越來越好。

參考文獻

[1]王斌. 論機電一體化技術的發展趨勢略述[J]. 產業與科技論壇. 2006（09）

篇9

關鍵詞：機電一體化技術 煤礦 應用 發展趨勢

1 概述

機電一體化技術就是機械、計算機、信息處理和自動控制技術綜合運用的復合技術，是微電子技術向傳統機械工程滲透而形成的融合機械工程、電氣工程、計算機技術、信息技術等為一體的新興綜合技術。機電一體化技術順應了當今科學技術發展的規律，顯示了強大的生命力。由于煤炭生產是將數百、數千萬噸煤炭從地層深處采掘、運送到地面，因此需采用大量的機電設備才能實現這一目標，而機電一體化煤礦產品則是實現高產高效的最好選擇。機電一體化將機械與電子技術融為一體，使物流、能流、信息流融為一體。

2 機電一體化技術在煤礦中的主要應用

2.1 機電一體化技術在提升機中的應用 礦井提升機是目前煤礦機電一體化、自動化水平最高的設備，全數字化交直流提升機。尤其是內裝式提升機，從結構上將滾筒和驅動合為一體，機械結構大大簡化，充分體現了機械-電力電子-計算機-自動控制的綜合體。而全數字化提升機高度可靠，采用總線方式，大大簡化了電器安裝，此外，硬件配置簡單，互相兼容。“九五”期間，國產數字化直流提升機已成為煤礦提升機的首選機型。我國研制成功的具有自主知識產權的全數字化提升機，其核心部分ASCS是由雙CPU構成的計算機系統，其性能先進、操作簡便、準確可靠。此外，我國還應用SIMADYND和S7研制成功了第一臺交-交變頻器供電的交流提升機。目前，最大裝機容量已達到5000kW，主、副井提升機可做到全自動化，不需要專門的絞車司機。

2.2 機電一體化技術在采煤機中的應用 電牽引采煤機是機電一體化技術在采煤機的一個典型應用。與液壓牽引相比，它具有一下特點:①良好的牽引特性:可以在采煤機前進時提供牽引力，使其克服阻力移動，也可以在采煤機下滑時進行發電制動，向電網反饋電能。②可用于大傾角煤層:牽引電動機軸端裝有停機時防止機器下滑的制動器，因為它的設計制動力矩為電動機額定轉矩的1.6～2.0倍，所以電牽引采煤機可用在40°~50°傾角的煤層，而不需要其它防滑裝置。③運行可靠，使用壽命長，電牽引和液壓牽引不同，前者除電動機的電刷和整流子有磨a損外，其它元件均無磨損，因此工作可靠，故障少，壽命長，維修工作量小。④反應靈敏，動態特性好:電控系統能及時調整各種參數，防止采煤機超載運行。⑤結構簡單、效率高:電牽引采煤機機械傳動結構簡單、尺寸小、重量輕，電能轉換為機械能只做一次轉換，效率可達99%，而液壓采煤機的效率只有65%-70%左右。

1991年煤炭總院上海分院與波蘭瑪克公司合作，研制成功我國第一臺采用交流變頻調速MG344-PWD型薄煤層強力爬底板電牽引采煤機以來，我國的電牽引采煤機有了較快的發展。國內上海天地公司、太原礦山機械廠、西安煤機廠、雞西煤機廠等都生產交流變頻和直流電牽引采煤機，而且得到了廣泛的應用。經過近20年的研制開發，我國的電牽引采煤機一逐步走向成熟，為煤礦生產技術的進步起到了積極的推動作用。

2.3　機電一體化技術在帶式輸送機中的應用　帶式輸送機由于長距離連續輸送、輸送量大、運行可靠、效率高和易于實現自動化等特點，已成為我國煤礦井下原煤輸送系統的主要運輸設備。因此，成為近幾年來機電一體化技術的研究重點。目前主要采用機、電、液一體化的CST可控軟啟動裝置。它是一種專門為平滑起動運送大慣性載荷，如煤炭或金屬礦石的長距離皮帶運輸機而設計的軟驅動裝置。一條皮帶運輸機可以由一臺或幾臺CST驅動。由于尚未解決動態分析和在線監控技術以及啟動延遲技術，我國帶式輸送機的中間驅動點不能不知過多，一般為3點驅動，這樣就限制了輸送機的單機長度和運量。而且，輸送機的監控設備功能少、可靠性較差、靈敏度和壽命都較低，和發達國家相比存在顯著的差距。

2.4　其他煤礦機電一體化裝置　液壓支架則向電液控制方向發展，將計算機技術與液壓控制有機結合，實現定壓雙向鄰架或成組自動移架，避免對頂板和支架產生沖擊載荷。我國神華集團大柳塔礦采用從德國和美國引進的電液控制的支架，移架速度為6～8s/架，最快的移架速度達3s/架。電液控制裝置還可檢測支架的工作狀態。

煤礦供電的特點是供電要可靠，質量要高，能滿足大功率設備的要求。因此應該推廣節能型產品。高壓開關柜采用維護量小，使用壽命長的真空開關。采用集中補償和就地補償相結合的辦法提高功率因數，減少供電系統無功電流，減少無功功率損耗。目前高、低開關柜普遍采用了“微機保護”，具備網絡功能，可以實現遠程遙控、遙測、遙信和遙調。

3　煤礦機電一體化技術應用的發展趨勢

我國自造的煤礦機電一體化設備都具有智能化、程序化、信息化的特點，以及設備體積小、操作、維護方便、保護齊全、性能可靠等優點。這些設備在煤炭生產中的廣泛應用，不僅減輕了操作人員的勞動強度，而且極大地提高了煤礦的生產水平和能力，創造了巨大的經濟效益和社會效益。但是，我國的煤礦機電一體化技術與發達國家相比，還有一定的差距，因此還有很多的工作需要繼續研究，其未來的發展趨勢是:①開發有自主知識產權的以煤礦開采技術及配套裝備為主導的核心技術，研究具有自主知識產權的核心裝置；②增加產品的通信功能，以適應綜合自動化的需要；③開發以微處理器和微機為基礎的礦井設備工況和健康監測以及微處理器、計算機和專家系統的應用等；④煤礦機器人仍然是煤礦機電一體化技術今后研究的重點之一。

4　結束語

近年來，隨著微電子技術、計算機技術、軟件技術、傳感器技術和自動化技術的飛快發展，信息流成為機電一體化的主要特色。其產品實現自動化、數字化、智能化，在性能和功能方面均實現了質的飛躍。因此，機電一體化技術是企業信息化的重要支撐技術，是礦山綜合自動化的基礎。機電一體化技術在煤礦采、掘、運裝備的應用和推廣，極大地提升了我國煤礦生產的綜合實力，為實現高效、安全、潔凈、結構優化的煤炭工業生產打下了扎實的基礎。

參考文獻

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[2]譚得健，徐希康.自動化技術、信息技術在我國煤礦企業的應用[J].工況自動化.2003.

篇10

關鍵詞：機電一體化；技術應用；發展前景；研究分析

中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A

引言

隨著現代化的科學技術不斷飛速發展，在機電一體化技術之中，相關的應用已經是逐步成為了現代化工業科學技術以及工業建設之中的一個不可或缺的組成部分。總體的而言機電一體化是從系統整體性的控制角度著手，針對系統當中的各個環節進行改進，并且集合了微電子技術、機械技術、傳感控制技術、自動控制技術、計算機通信技術、信息電子技術、接口技術、信息的變換技術以及電力技術等等，來實現機電控制的一體化和智能化，并且對技術的配置合理性進行逐步的改善，確保技術的各個單元功能可以得到更加充分的利用，進而在可靠性、質量以及能耗等多個環節進行整改，實現機電系統的整體性價值，最終使得整個系統得到優化與改良，全面的實現機電控制一體化。

機電一體化要點概念分析

針對機電一體化之中相關的重要概念和基本的意義進行分析，是開展一系列后續工作的關鍵點所在。首先，機電一體化技術發展到今天，已經是逐步的形成了一套帶有自身特色和特征的科學技術體系，其主要的特點可以概括為機電一體化系統從系統工作的角度和觀點出發，綜合性的運用到微電子技術、計算機技術、機械技術、自動控制技術以及接口技術等等，對系統內部的信息進行變換，并且確保程序編制的完整性和高質量，根據系統使用和操作的根本性需求，對內部的布局進行合理化的配置，同時在系統的功能、質量以及能耗等多個重要環節進行優化和改進，確保機電一體化使用的是最新的技術手段，最終形成一個整體化的系統產品。所以，在機電一體化之中主要包含的是技術和產品等兩個重要環節，機電一體化并不是一個單純性的技術手段，而是將多種技術進行重新的組合和融合，形成一個全新的技術體系。機電一體化的功能性較強，同時當機電一體化技術發展到一定的階段之后，一些微電子的裝置還可以對內部的諸多零件和元件進行取代，具有更加新穎的功能，常見的有自動的信息數據處理、自動的控制調節、自動的記錄顯示、自動的功能性監測以及自動功能診斷保護等等，確保機電一體化可以時刻處于最佳的運行狀態，并且提升系統工作之時的效率。

機電一體化技術發展的現狀分析

機電一體化技術在經過了幾十年的發展之后，現今的技術應用已經趨于成熟和完善。在機電一體化發展的歷程之中主要有三個階段。在上個世紀六十年代以前，是第一個發展階段，在這一個發展階段之中人們通過使用不同的機械產品對原有的功能進行完善，而在第二次世界大戰期間，機電一體化技術得到了迅猛的發展，戰爭也促進了技術與理論之間的結合，一些高新的科學技術不斷涌現出來。同時，機電一體化技術的發展也對當時戰后經濟的建設與恢復起到了關鍵性的作用。而在上個世紀七十年代至八十年代，機電一體化技術處于第二個發展階段之中，所開發出來的產品以及技術等已經得到了大量的推廣和使用，并且在通信和控制技術等方面產生了較為深遠的影響。隨后則進入到了一個全新的發展階段之中，隨著技術的不斷進步，通信技術以及光學技術、微細加工技術等等不斷的革新，再加上人工的智能技術迅猛發展，都促進了機電一體化技術的進步，形成了一套全新的科學體系，為機電一體化技術的深入研究創造出了一個更加廣闊的前景，同時，在不知不覺之中也對人們的工作和生活產生了較大的影響。

我國從上個世紀八十年代左右開始對機電一體化進行研究和分析，經過了數十年的發展滯后，取得了較為優秀的成績，并且對國民經濟的增長也起到了一定的作用。但是我國現階段在機電一體化技術建設方面還存在有以下幾點問題：第一，產品的建設質量和設計的水準還有待提升；第二，機電一體化方面的基礎理論力量比較薄弱，并且我國的自主研究開發的能力比較差，在發展的過程之中顯得后勁不足，在一些重要的機電技術領域之中，與國際發達水準還有著相當大的差距；最后，針對機電一體化的技術進步水準還沒有充足的體現，一些高質量的、高科技的產品還不多，所以還難以對我國的經濟增長起到顯著的、深遠的作用，在日后還需要針對上述的問題進行重點改進，促進機電一體化技術不斷的騰飛。

機電一體化技術的應用分析

各類科技學科發展及相互滲透，促使了機電一體化技術和產品在各行業、部門的飛速發展。在機械制造業中的數控機床、工業機器人的應用、輕紡工業、辦公機械，以及通信方面的一體化產品更是層出不窮。自動化主體倉庫是機電一體化技術用于倉庫管理的典型產品在儀器儀表、醫療器械、工業流程管理與控制等方面機電一體化應用和發展都十分迅速。能在PLC控制系統中，主要的檢測元件有對射光電開關、漫反射光電開關、接近開關、磁電開關、壓力傳感器、行程開關等，執行部件主要有電機、氣缸、振動料斗、海霸泵、沖床、聲光報警器以及狀態顯示燈等。軟件設計部分應用OMRON編程軟件CX-Programmer進行編程并在此基礎上研發了Li/Mn02扣式電池負極自動環圈機、負極自動焊網機等一系列產品，對促進Li/Mn02扣式電池生產線的發展做出了很大的貢獻。

機電一體化發展趨勢分析

根據上文針對機電一體化的應用進行全面的分析，可以對在實踐操作之中機電一體化技術的應用層面有著全新的了解與掌握。下文將針對機電一體化技術今后的發展建設趨勢進行細致的概述，旨在更進一步的促進現代化機電一體化技術的迅猛發展。首先一個重要的發展方向是智能化，智能化的發展是二十一世紀之中人們所重點建設的方向，在借助了模擬人類只能學、心理學、計算機科學技術、運籌學以及模糊數學等方面理論的基礎之上，機電一體化必將在智能化方面取得更大的進步。其次則是屬數字化的發展，一些人工智能的虛擬技術，諸如計算機的合成制造技術、虛擬設計技術等等，都有著較強的維護性和操作性，同時，技術的應用非常可靠且自診能力較強，可以進行高質量的修復以及系統的診斷，便于進行遠程的操作和維護管理。最后，則是網絡化的發展方向，在今后的機電一體化技術之中必將會通過高新的網絡技術對政治、工業生產技術、科學的制造以及教育、軍事等等起到關鍵性的影響，并且通過網絡技術對各個行業和領域產生巨大的效應。

結束語

綜上所述，根據對機電一體化技術進行全面的分析，從一個更加新穎的角度對現代化的機電一體化技術應用和發展建設方向進行了概述研究，旨在更進一步的促進技術的騰飛與進步。

參考文獻

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